无色立方结晶体，白色或灰白色，有粒状、蜂窝块状、圆球状、不规则颗粒状、粉末状。微毒、无臭、味微苦。吸湿性极强，暴露于空气中极易潮解。易溶于水，20℃时溶解度为74.5 g/100g水，同时放出大量的热(氯化钙的溶解焓为-176.2cal/g)，其水溶液呈微酸性。易溶于多种极性、质子性溶剂，20℃时在下列溶剂中的溶解度(g/100mL溶剂):甲醇:29.2，无水乙醇:25.8，正丙醇:15.8，正丁醇:25.0，正戊醇:11.5，乙二醇:21.6(25℃)，甲酸:43.1，乙酸:15.0(30℃)，联氨:16.0。但在偶极溶剂及低极性溶剂中，如乙醚、四氢呋喃等则仅微溶或难溶。与氨或醇作用，分别生成CaCl2·8NH3和 CaCl2·4C2H5OH络合物。低温下溶液结晶而析出的为六水物，逐渐加热至30℃时则溶解在自身的结晶水中，继续加热逐渐失水，至200℃时变为二水物，再加热至260℃则变为白色多孔状的无水氯化钙。水合氯化钙加热脱水过程中有部分发生水解反应，因而产物中常含有少量的CaO杂质。